2023-2024学年甘肃省张掖市高台县一中高考物理四模试卷含解析

2023-2024学年甘肃省张掖市高台县一中高考物理四模试卷注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、下列说法正确的是（）A．单摆的摆球在通过最低点时合外力等于零B．有些昆虫薄而透明的翅翼上出现彩色光带是薄膜干涉现象C．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场D．一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度大2、如图所示，已知电源的内阻为r，外电路的固定电阻R0＝r，可变电阻Rx的总电阻为2r，在Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中（）A．Rx消耗的功率变小 B．电源输出的功率减小C．电源内部消耗的功率减小 D．R0消耗的功率减小3、分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质。据此可判断下列说法中正确的是（）A．布朗运动是指液体分子的无规则运动B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，先减小后增大C．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大D．若气体的温度不变，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多4、2019年4月20日22时41分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第四十四颗北斗导航卫星。它是北斗三号系统首颗倾斜地球同步轨道卫星，经过一系列在轨测试后，该卫星将与此前发射的18颗中圆地球轨道卫星和1颗地球同步轨道卫星进行组网。已知中圆地球轨道卫星的轨道半径是地球同步轨道卫星的半径的，中圆地球轨道卫星轨道半径为地球半径的k倍，地球表面的重力加速度为g，地球的自转周期为T，则中圆地球轨道卫星在轨运行的（）A．周期为B．周期为C．向心加速度大小为D．向心加速度大小为5、下列说法正确的是（）A．米、千克、秒、库仑都属于国际单位制的基本单位B．同一个物体在地球上比在月球上惯性大C．一对作用力与反作用力做的功一定大小相等且一正一反D．物体做曲线运动时，其所受合力的瞬时功率可能为零6、如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2:3，两端共接有六只相同的小灯泡L1、L2、L3、L4、L5和L6（电阻恒定不变），变压器的原线圈接有输出电压U恒定的交流电源，六只小灯泡均发光．下列说法正确的是（）A．L1、L2、L3三只灯泡亮度一定相同B．小灯泡L2一定比L4亮C．交流电源输出电压U是小灯泡L4两端电压的4.5倍D．L1消耗的功率是L2消耗灯泡的2.25倍二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示为甲、乙两车在平直公路上行驶的v-t图象，则在t1到t2时间内A．甲、乙两车的位移相等B．甲车的平均速度等于C．甲车的平均速度比乙车的大D．乙车的加速度始终比甲车的加速度小8、如图所示，、是两列波的波源，时，两波源同时开始垂直纸面做简谐运动。其振动表达式分别为m，m，产生的两列波在同一种均匀介质中沿纸面传播。是介质中的一点，时开始振动，已知，，则_________。A．两列波的波速均为B．两列波的波长均为C．两列波在点相遇时，振动总是减弱的D．点合振动的振幅为E.，沿着传播的方向运动了9、下列说法中正确的是__________。A．光从一种介质进入另一种介质时，其频率不变B．对同一种光学材料，不同颜色的光在该材料中的传播速度相同C．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的干涉现象D．光学镜头上的增透膜是利用光的衍射现象E.光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理10、一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程，、、和这四段过程在图上都是直线段，其中的延长线通过坐标原点O，垂直于，而平行于，平行于轴。由图可以判断（）A．过程中气体分子的密集程度不断减小B．过程中外界对气体做功C．过程中气体内能不断增大D．过程中气体从外界吸收热量E.过程的内能减小量等于过程中气体内能增加量三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某同学在实验室进行探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验。他准备了可拆变压器、多用电表、开关和导线若干。(1)实验需要以下哪种电源_________；A．低压直流电源B．高压直流电源C．低压交流电源D．高压交流电源(2)该同学认真检查电路无误后，先保证原线圈匝数不变，改变副线圈匝数：再保证副线圈匝数不变，改变原线圈匝数。分别测出相应的原、副线圈电压值。由于交变电流电压是变化的，所以，我们实际上测量的是电压的___值（填“有效或“最大”）。其中一次多用电表读数如图所示，此时电压表读数为___________；(3)理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成____（填“正比”"或“反比”），实验中由于变压器的铜损和铁损导致原线圈与副线圈的电压之比一般____（填“大于"“小于”或“等于"）原线圈与副线圈的匝数之比。12．（12分）某同学欲将量程为、内阻为的表头改装成一个多用电表，改装后的电表有几个不同量程，分别为量程为和的双量程电压表及量程为的电流表，设计电路如图所示。定值电阻和的值待定，为单刀单掷开关，为单刀双掷开关。已知将开关断开，置于“2”挡时，多用电表的量程为10V，回答下列问题:（1）表笔A应为_______________（填“红”或“黑”）色；（2）将开关断开，置于“1”挡时，多用电表用于测量_____________（填“电流”或“电压”）；开关闭合,置于“1”挡时，多用电表用于测量__________________（填“电流”或“电压”）；（3）定值电阻的阻值_______________Ω，____________Ω、____________Ω（结果保留三位有效数字）四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，半径为a的圆内有一固定的边长为1.5a的等边三角形框架ABC，框架中心与圆心重合，S为位于BC边中点处的狭缝．三角形框架内有一水平放置带电的平行金属板，框架与圆之间存在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场．一束质量为m、电量为q，不计重力的带正电的粒子，从P点由静止经两板间电场加速后通过狭缝S，垂直BC边向下进入磁场并发生偏转．忽略粒子与框架碰撞时能量与电量损失．求：(1)要使粒子进入磁场后第一次打在SB的中点，则加速电场的电压为多大？(2)要使粒子最终仍能回到狭缝S，则加速电场电压满足什么条件？(3)回到狭缝S的粒子在磁场中运动的最短时间是多少？14．（16分）我们可以借鉴研究静电场的方法来研究地球周围空间的引力场，如用“引力场强度”、“引力势”的概念描述引力场。已知地球质量为M，半径为R，万有引力常量为G，将地球视为均质球体，且忽略自转。(1)类比电场强度的定义方法，写出地球引力场的“引力场强度E”的定义式，并结合万有引力定律，推导距离地心为r（r>R）处的引力场强度的表达式；(2)设地面处和距离地面高为h处的引力场强度分别为和，如果它们满足，则该空间就可以近似为匀强场，也就是我们常说的重力场。请估算地球重力场可视为匀强场的高度h（取地球半径R=6400km）；(3)某同学查阅资料知道:地球引力场的“引力势”的表达式为（以无穷远处引力势为0）。请你设定物理情景，简要叙述推导该表达式的主要步骤。15．（12分）如图，在真空室内的P点，能沿纸面向各个方向不断发射电荷量为+q，质量为m的粒子(不计重力)，粒子的速率都相同．ab为P点附近的一条水平直线，P到直线ab的距离PC=L，Q为直线ab上一点，它与P点相距PQ=52(1)a粒子的发射速率(2)匀强电场的场强大小和方向(3)仅有磁场时，能到达直线ab的粒子所用最长时间和最短时间的比值

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、B【解析】

A．单摆的摆球在通过最低点时，回复力等于零，而合外力一定不等于零，故A错误；B．薄而透明的羽翼上出现彩色光带，是由于羽翼前后表面反射，进行相互叠加，是薄膜干涉现象，故B正确；C．均匀变化的电场产生稳定磁场，非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场，故C错误；D．根据相对论，则有沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度短，故D错误。故选：B。2、A【解析】

A．当外电阻与电源内阻相等时电源的输出功率最大；将R0等效为电源的内阻，则电源的等效内阻为2r；当Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中，电阻Rx从2r减小到零，则Rx消耗的功率变小，选项A正确；B．Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中，外电路电阻从3r减小到r，则电源输出功率逐渐变大，选项B错误；CD．Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中，总电阻逐渐减小，则电流逐渐变大，则根据P=I2R可知，电源内部消耗的功率以及R0消耗的功率均变大，选项CD错误；故选A。3、D【解析】

考查布朗运动，分子间的相互作用力，热力学第一定律，气体压强的微观意义。【详解】A．布朗运动是水中微粒的运动，反映了水分子的无规则运动，A错误；B．由分子间相互作用力与分子距离的图像可知，分子间的相互作用力随分子距离的增大，先减小后增大再减小，B错误；C．由热力学第一定律：可知，改变气体内能的方式有两种，若气体从外界吸收热量的同时对外做功，则气体内能有可能不变或减小，C错误；D．气体压强宏观上由温度和体积决定，微观上由分子平均动能和分子数密度决定，若气体温度不变，则分子平均动能不变，要使压强增大，则应增大分子数密度，即每秒撞击单位面积器壁的分子数增多，D正确。故选D。4、C【解析】

AB．中圆地球轨道卫星和同步卫星均绕地球做匀速圆周运动，已知中圆地球轨道卫星的轨道半径是地球同步轨道卫星的半径的，地球的自转周期为T，根据开普勒第三定律可知：解得故AB错误；CD．物体在地球表面受到的重力等于万有引力，有中圆轨道卫星有解得故C正确，D错误。故选C。5、D【解析】

A．在国际单位制中，力学的单位被选为基本单位的是米、千克、秒，电学的单位被选为基本单位的是安培，不是库仑，故A错误；B．惯性大小的唯一量度是质量，故同一个物体在地球上与在月球上惯性一样大，故B错误；C．作用力做正功，反作用力也可以做正功，比如两带电小球靠斥力分开，库仑斥力对两小球都做正功，故C错误；D．物体做曲线运动时，如果速度和力垂直，功率为零，如匀速圆周运动，故D正确。故选D。6、C【解析】

设小灯泡L4两端电压为，则有副线圈的输出电压为，根据电压与匝数成正比，原线圈的输入电压为，L2、L3两只灯泡串联后的总电压为；设通过小灯泡L4电流为，根据电流与匝数成反比，则有原线圈电流为，根据欧姆定律可得通过L2、L3两只灯泡的电流为，根据并联分流可得通过L1灯泡的电流为，小灯泡L1两端电压为，根据串联分压可知交流电源输出电压，根据电功率公式可知，故C正确，A、B、D错误；二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BC【解析】

A．在t1到t2时间内，两图线围成的面积不等，则位移不等，故A错误．BC．甲做匀变速直线运动，在t1到t2时间内，平均速度，根据图线围成的面积知，甲的位移大于乙的位移，时间相等，则甲的平均速度大于乙的平均速度，即以的平均速度小于，故BC正确．D．乙图线的切线斜率先比甲小，后比甲大，可知乙的加速度先小于甲，后大于甲，故D错误．8、ACD【解析】

A．两列波在同一种均匀介质中沿纸面传播，故两列波的波速相同；根据质点P开始振动的时间可得故A正确；B．由振动方程可得，两列波的周期T相同，由公式T=1s故两列波的波长均为λ=vT=0.2m故B错误；CD．根据两波源到P点的距离差可知，B波比A波传到P点的时间晚，根据振动方程可得，A波起振方向与B波起振方向相同，故两波在P点的振动反向，那么，P点为振动减弱点，故两列波在P点相遇时振动总是减弱的，P点合振动的振幅为0.5m－0.1m=0.4m故CD正确；E．介质中的各质点不随波逐流，只能在各自平衡位置附近振动，故E错误。故选ACD。9、ACE【解析】

A．光从一种介质进入另一种介质时，其频率不变，选项A正确；B．对同一种光学材料，不同颜色的光在该材料中的传播速度不同，选项B错误；C．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的干涉现象，选项C正确；D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，选项D错误；E．光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理，选项E正确；故选ACE。10、BCD【解析】

A．根据理想气体状态方程可知，则P-T图中过原点的直线为等容变化，所以ab过程中气体体积不变，所以气体分子的密集程度不变，故A错误；B．过c点做过原点的直线，则为一条等容线，且斜率比ab斜率大，根据可知，Vc＜Vb则由bc过程体积减小，外界对气体做功，故B正确；C．cd过程中气体温度升高，气体内能增加，故C正确；D．da过程，气体温度不变，则气体内能不变；压强减小，根据玻意耳定律可知，体积增大，则气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，气体应吸热，故D正确；E．bc垂直于ab，而cd平行于ab说明，ab的温度变化比cd的温度变化小，且理想气体内能只与温度有关，温度升高，内能增加，可知ab过程的内能减小量小于cd过程中气体内能增加量，故E错误；故选BCD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、C有效7.2正比大于【解析】

(1)[1]因为探究变压器原、副线圈电压与匝数关系，必须用交流电，又因为安全起见必须用低压电，所以用低压交流电，故选C。(1)[2]多用电表测量的交流电压为有效值，不是最大值；[3]多用电表选用的档位是交流电压的10V档位，所以应该在0~10V档位读数，所以读数应该是7.2V；(4)[4]根据可知，理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成正比。[5]实验中由于变压器的铜损和铁损导致副线圈的电压U2减小，所以导致，故填大于。12、黑电压电流460010010.2【解析】

（1）[1]．根据表头的极性，因电流要从红表笔流入电表，可知表笔A应为黑色；（2）[2][3]．将开关断开，置于“1”挡时，表头与R2串联，则多用电表用于测量电压；开关闭合，置于“1”挡时，R3与表头并联，则多用电表用于测量电流；（3）[4]．已知将开关断开，置于“2”挡时，多用电表的量程为10V，则[5]．将开关断开，置于“1”挡时，多用电表的量程为1V，则[6]．将开关接通，置于“1”挡时，多用电表的量程为100mA，则四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、(1)；(2)；(3)【解析】

（1）带电粒子在匀强电场中做匀加速直线运动，进入磁场后做圆周运动，结合几何关系找到半径，求解加速电场的电压；（2）要使粒子能回到S，则每次碰撞时粒子速度都应与边垂直，则可能的情况是：粒子与框架垂直碰撞，绕过三角形顶点时的轨迹圆弧的圆心应位于三角形顶点上，即SB为半径的奇数倍；要使粒子能绕过顶点且不飞出磁场，临界情况为粒子轨迹圆与磁场区域圆相切；（3）根据带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹图，找到圆周运动的圆心角，结合圆周运动周期公式，求出在磁场中运动的最短时间；【详解】（1）粒子在电场中加速，qU＝mv2粒子在磁场中，qvB＝r＝解得（2）要使粒子能回到S，则每次碰撞时粒子速度都应与边垂直，则r和v应满足以下条件：①粒子与框架垂直碰撞，绕过三角形顶点时的轨迹圆弧的圆心应位于三角形顶点上，即SB为半径的奇数倍，即(n＝1，2，3，…)②要使粒子能绕过顶点且不飞出磁场，临界情况为粒子轨迹圆与磁场区域圆相切，即r≤a－a解得n≥3.3，即n＝4，5，6…得加速电压(n＝4，5，6，…)．（3）粒子在磁场中运动周期为Tqv